KR20170121534A - 지능형 승강 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 구동식으로 구성하여 신속하게 사용자를 상승 및 하강시킬 수 있으면서, 이상 발생시 이에 대한 제어를 수행하여 안전성을 향상시킨 엔진 구동 지능형 승강 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이송로프를 권취하여 엔진 동력에 의하여 상기 이송로프 상하로 이동하는 엔진 구동 지능형 승강 장치에 있어서, 베이스; 상기 베이스 정면에 위치하여 상기 이송로프를 권취하는 V홈을 포함하는 풀리; 상기 이송로프를 상기 풀리로 안내하는 가이드; 상기 풀리에 권취된 이송로프를 가압하는 하강 조절부; 상기 베이스 배면에 위치하며, 회전축을 포함하는 엔진; 상기 엔진 회전축에 연결되는 클러치; 상기 클러치와 상기 풀리에 연결되는 브레이크; 상기 베이스 하단에 연장형성되며, 탑승자의 하중을 지지하는 연장부; 상기 연장부에 설치되어 탑승자의 하중을 감지하는 로드셀; 상기 연장부에 설치되어 가속도를 감지하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서 및 로드셀의 정보를 이용하여 상기 브레이크의 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지능형 승강 장치{Intelligent ascender}

본 발명은 지능형 승강 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 안전성이 우수한 지능형 승강 장치에 관한 것이다.

국내에는 과거부터 지속적으로 다양한 형태의 고층 화재가 발생하고 있으나, 현재 국내 소방 장비 또는 소방 기술로는 15층 이상의 건물에 화재 발생시에는 신속한 화재 진압이 힘든 상태이다.

따라서, 고층 건물에서 화재 발생시 인명의 탈출 및 구조를 위한 방법들이 대두되고 있으며, 대표적인 탈출용 장비로 완강기를 들 수 있다.

상기 완강기는 완강기는 빌딩이나 아파트와 같은 고층건물의 화재시에 조난자가 신속하게 화재 현장에서 안전한 장소로 탈출할 수 있도록 하는 것으로서 이는 완강기의 루프에 조난자가 매달리게 되면 상기 루프가 조난자의 하중에 의해 서서히 지면쪽으로 하강하면서 화재현상을 안전한 장소로 탈출하도록 지원하는 장치로 다양한 구성들이 제안되었다.

예를 들면, 공개실용신안 제1998-026059호에는, 루프와; 상기 루프를 감아 올리기 위한 풀리와; 상기 풀리의 회전속도를 감속시키기 위한 감속부와; 상기 루프, 풀리, 감속부가 결합되도록 하는 결합판과; 그리고 결합판의 상부방향에 결합되는 덮개판 등으로 구성되는 완강기의 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록특허 제1311643호에는 V형브레이크에서 먼저 감속 효과를 줌으로써, 감속휠에서는 고체중자가 매달린 경우에도 저체중자가 매달린 것과 같은 하중을 느끼므로, 과체중자라도 저체중자와 마찬가지로 낮은 속도로 완강할 수 있으며, 또한, V 형브레이크가 피난자의 체중의 일부를 담당하므로, 다른 완강기 부품의 피로도가 감소하여 장기간 완강기를 사용할 수 있는 구성이 개시되어 있다.

그러나 상기 완강기의 경우 10층 이하 건물에서만 설치되어 있으며, 실질적으로 화재 발생 시 사용법을 모르거나 관리소홀로 인하여 사용 빈도가 극히 낮아, 소방관 및 별도의 소방 장비에 의한 구조가 대부분인 실정이다.

이때 소방관 또는 소방 장비에 의한 구조방법은 크게 고가 사다리차를 이용한 방법과 소방관에 의한 로프방식으로 구분되며, 고가 사다리차는 국내 건물구조 및 특징으로 차량의 접근에 많은 애로점(불법주차, 건물의 간격, 건축구조물의 특성)를 가지고 있으며, 이러한 사유로 인하여 많은 시간이 소요되어 긴급한 구조사항에 대응이 어려울 때가 많다.

그리고 로프에 의한 구조방식은 로프나 릴을 이용한 방식이 주가 되며, 손을 이용하여 하강 및 정지를 하여야 하기 때문에 상당한 근력과 위험이 상존하고 있는 실정이다.

그러나 상기 로프나 릴을 이용한 방식은 장비의 이송과 사용이 편리한 장점이 있어, 다른 구조 현장에서 늘리 사용되고 있다.

예를 들면, 맨홀 낙상사고 현장에서는 삼각대 릴을 이용하며, 이 경우 여러 사람이 삼각대 릴을 지지 해야 하는 단점이 있으며, 또한, 산악 구조 현장에서도 릴들을 이용하여 조난자를 구조하나, 이때도 역시 구조인원의 상당한 근력이 요구되며 부상자를 리프팅하기 위해 최소 2~3명인원이 견인을 해야하는 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 모터 또는 엔진의 구동력을 이용하여 신속하게 사용자를 상승 및 하강시킬 수 있으면서, 이상 발생시 이에 대한 제어를 수행하여 안전성을 향상시킨 지능형 승강 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이송용 로프를 권취하여 동력에 의하여 상기 이송 로프 상하로 이동하는 지능형 승강 장치에 있어서, 베이스; 상기 베이스 정면에 위치하여 상기 이송 로프를 권취하는 로프드럼을 포함하는 그립모듈; 상기 베이스에 장착되어 상기 로프드럼을 회전시키는 구동부; 상기 그립모듈 하단에 위치하여 이동 중량을 지지 및 감지하여, 비상시 기계적 동작에 의하여 상기 로프드럼의 회전을 중지하는 안전부; 및 조작부를 포함하며, 상기 조작부의 동작과 상기 안전부에서 감지된 이동 중량에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 그립모듈은 로프를 안내하는 로프가이드와 상기 로프드럼에서 권취된 로프를 분리하는 로프분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 베이스는 자이로센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 자이로센서의 신호를 기초로 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 구동부는 원동기, 상기 원동기 회전축에 직렬로 연결되는 클러치 및 브레이크를 포함하며, 상기 클러치 및 브레이크는 상기 제어부에 의하여 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 안전부는 상기 베이스에 이송 가능하게 결합하고, 이송 하중이 지지되는 하중부재, 상기 베이스에 회전 결합하여 상기 하중부재의 상하 이송에 따라 회전하는 2개의 피니언, 상기 피니언과 치합하여 하중부재의 이송방향과 반대로 이송하는 가압부재 및 상기 가압부재 상에 형성된 슬롯에 삽입되어 가압부재의 이송을 제한하는 분리 가능한 고정핀을 포함하되, 비상시 상기 고정핀을 분리하는 경우, 이송 하중에 의하여 상기 하중부재가 상기 로프드럼을 가압하여 로프드럼의 회전을 중지시키는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 하중부재는 이송 하중을 감지하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 베이스는 하강 시 수동으로 하강 속도를 조절하는 하강조절부를 더 포함하며, 상기 하강조절부는 로프 사이에 위치하여 회전각도에 따라 상기 로프를 가압 또는 해방하는 좌회전체 및 우회전체, 상기 베이스에 나사 결합하여 회전에 의하여 상기 좌회전체의 각도를 조절하는 연결부, 상기 연결부와 연결되며 사용자에 의하여 회전하는 가압레버 및 상기 우회전체의 회전 각도를 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지능형 승강 장치는 엔진 또는 모터 구동부에 의하여 동작하여 상승이 신속하면서 편리한 장점이 있으며, 또한 탑승 무게와 이동 속도를 감지하여 사전에 정의된 값 이상인 경우에는 구동부에 장착된 브레이크를 작동하여 속도를 저감시켜, 잘못된 승강 장치 사용에 따른 사고를 미연에 방지하여, 전체 장치의 작동 안전성을 대폭 향상시키는 효과가 있으며, 하강 시에는 자유 낙하 속도를 조절하는 장치를 구비하여 하강 속도를 조절할 수 있어, 역시 사용 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지능형 승강 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 구동부의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 그립모듈의 구성도이며,
도 4는 도 3의 동작 상태를 나타내는 설명도이며,
도 5는 도 1에 도시된 안전부의 구성도이며,
도 6은 도 5의 작동 상태도이며,
도 7은 도 1에 도시된 하강조절부의 구성도이며,
도 8은 도 1에 도시된 제어부의 연결 상태도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 지능형 승강 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전체 장치를 지지하는 베이스(10), 상기 베이스(10)의 후면측에 고정되는 구동부(20), 상기 베이스(10)의 전면에 형성되는 그립모듈(50), 상기 그립모듈(50) 전면에 형성되는 안전부(70), 상기 그립모듈(50) 전면 상단에 형성되는 하강조절부(80) 및 상기 베이스(10) 일측에 설치되어 전체 장치를 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 베이스(10)는 전체 부품들을 고정하는 역할을 하는 것으로 전면에 형성된 그립모듈(50)을 제외한 나머지 부분을 감싸는 박스 형태로도 구성하는 것이 바람직하나, 필요한 경우, 평판 형태로 구성하여 구동부(20)와 제어부(90) 등의 구성이 노출되도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 베이스(10)의 후면측에는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(20)가 위치하며, 상기 구동부(20)는 원동기(21), 상기 원동기(21)의 회전축에 연결되는 클러치(22) 및 브레이크(23)를 포함하여 구성된다.

상기 원동기(21)는 모터 또는 엔진으로 구현되며, 강력한 구동력이 필요한 경우 엔진을 적용하고, 사용의 편리성과 상대적으로 무게가 적은 중량물을 이송하는 경우 모터로 구현하는 것이 바람직하다.

상기 클러치(22) 및 브레이크(23)는 전자식을 적용하여 상기 제어부(90)에 의하여 동작하도록 구성하는 것이 바람직하며, 필요한 경우 사용자의 조작에 의하여 상기 제어부(90)가 클러치(22) 및 브레이크(23)의 동작이 수행되는 구성도 포함하여 구성한다.

또한 클러치(22) 및 브레이크(23)의 연결 순서는 서로 변경될 수 있으나, 원동기(21) 회전축, 클러치(22) 및 브레이크(23) 순으로 배치되는 것이 바람직하다. 특히 상기와 같은 배치 구성에서는 브레이크(23)가 상기 그립모듈(50)과 연결되므로, 상기 브레이크(23) 동작 시 상기 클러치(22)에 관계없이 상기 그립모듈(50)의 회전을 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 그립모듈(50) 도 3에 도시된 바와 같이, 수직으로 형성된 베이스(10)의 전면에 위치하며, 상기 구동부(20)의 출력축에 연결되어 회전하는 로프드럼(51), 상기 로프드럼(51) 상단에 위치하는 로프가이드(53) 및 로프분리부(55)를 포함하여 구성된다.

상기 로프드럼(51)은 측면에 V홈이 형성된 풀리 구조이며, 풀리홈 내면에는 로프(1)와의 마찰을 증가시키기 위한 단차 등이 형성된다.

즉, 로프드럼(51)에 로프(1)가 권취되고, 상기 구동부(20)와 직결되어 구동부(20)의 회전에 따라 회전하여 전체 장치를 승강시키는 역할을 수행한다.

상기 로프가이드(53)는 로프(1)가 상기 로프드럼(51)에 권취 시에 안내하는 역할을 하고, 상기 로프분리부(55)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로프드럼(51)에 권취된 로프(1)가 로프드럼(51)의 회전에 따라 분리되는 위치에 도달하는 경우, 로프(1)를 정확하게 분리시키는 역할을 하여 로프(1)의 꼬임을 방지한다.

한편, 상기 그립모듈(50)의 하단에는 안전부(70)가 위치한다. 상기 안전부(70)는 일정 수준 이상의 하중이 인가되는 경우에 상기 로프드럼(51)의 회전을 기계적으로 중단하여 안전을 도모하는 역할을 하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(10)에 수직으로 이송 가능하게 결합하고, 하중을 지지하는 하중부재(71), 상기 베이스(10)에 회전결합하고, 상기 하중부재(71)에 형성된 랙에 결합하여 하중부재(71) 이송에 따라 회전하는 2개의 피니언(75), 상기 2개의 피니언(75)에 치합하여 상하로 이송하는 가압부재(76)를 포함하여 구성된다.

상기 하중부재(71)는 이송을 위한 사람 또는 물품의 중량을 지지하는 연결부가 결합하고, 상기 가압부재(76)에는 중앙에 슬롯(77)이 형성되고, 상기 슬롯(77)에는 고정핀(78)이 삽입되며, 상기 고정핀(78)은 상기 베이스(10)에 고정된다.

그리고 상기 하중부재(71)에 탑재되는 물품 또는 사람의 중량에 따라 상기 하중부재(71)는 하방향으로 이송하고, 상기 가압부재(76)는 상기 피니언(75)에 의하여 상방향으로 이송하나, 상기 고정핀(78)에 의하여 이동이 제한된다.

이때 장치의 고장 등에 의하여 하강하는 비상 상황이 발생하여 사용자가 상기 고정핀(78)을 제거하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가압부재(76)는 상기 하중부재(71)의 가압력에 의하여 상기 로프드럼(51)의 회전을 억제하는 브레이크 역할을 수행한다.

따라서 상기 고정핀(78)은 비상 시 제거할 수 있도록 상기 베이스(10)에 결합하는 것이 바람직하며, 위험 상황 발생 시 사용자는 상기 고정핀(78)을 제거하는 것만으로 추락을 방지할 수 있다.

또한, 상기 가압부재(76)는 상기 베이스(10)에 상하 방향으로 이송 가능하게 결합하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 그립모듈(50) 상단 중, 상기 로프가이드(53)와 로프드럼(51) 사이에는 로프를 가압하여 하강 속도를 조절하는 하강조절부(80)가 위치한다.

상기 하강조절부(80)는 도 7에 도시된 바와 같이, 로프(1)에 대하여 양측면에서 가압하는 좌회전체(81) 및 우회전체(82), 상기 좌회전체(81)의 시계방향 회전을 유도하는 가압레버(83), 상기 가압레버(83)에 결합하고, 상기 베이스(10)에 나사 결합하는 연결부(84) 상기 좌회전체(81)의 회전을 제한하는 스토퍼(85)를 포함하여 구성된다.

이때 상기 하강조절부(80)는 로프(1) 중 권취를 위하여 장치로 이송하는 부분 또는 권취 후 해방되어 장치로부터 배출되는 부분 중 필요에 따라 선택적으로 설치 가능하다.

먼저 상기 좌회전체(81) 및 우회전체(82)는 베이스(10)에 회전 가능하게 결합하며, 각도에 따라 반경이 다르게 구현된다.

좌회전체(81)가 시계방향으로 회전하는 경우, 반경이 증가하고, 반대로 우회전체(82)는 반시계 방향으로 회전하는 경우 반경이 증가하도록 구성된다.

또한, 상기 우회전체(82)의 회전은 상기 스토퍼(85)에 의하여 제한된다.

한편, 상기 가압레버(83)는 상기 연결부(84)와 고정결합하며, 가압레버(83)를 회전시키면, 상기 연결부(84)가 전진하여 상기 좌회전체(81)를 시계방향으로 회전시켜 로프를 가압하여 하강 속도를 조절한다.

상기 가압레버(83)를 반대 방향으로 회전시키는 경우, 상기 좌회전체(81)에 별도의 가압력인 인가되지 않으므로, 로프(1)와 단순 마찰한다.

상기 우회전체(82)는 별다른 가압력이 인가되지 않으나, 상기 좌회전체(81)와 로프(1)를 지지하는 역할은 하며, 로프(1)의 이송 방향에 따라 해당 자세가 결정된다.

한편, 상기 하중부재(71)에는 로드셀(72)이 부착되어 탑승자 또는 탑승물품의 무게를 감지하며, 또한 그립모듈(50)이 위치하는 베이스(10)에는 자이로센서(11)가 부착되며, 상기 로드셀(72)과 자이로센서(11)의 신호는 제어부(90)에 출력된다. 여기서 상기 자이로센서(11)는 승강장치(100)의 가속도 및 속도를 감지하하는 기능을 수행한다.

상기 제어부(91)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀(72), 상기 자이로센서(11)의 신호를 이용하여 원동기(21), 원동기(11)의 회전축에 연결되는 클러치(22) 및 브레이크(23)를 제어하며, 또한 사용자가 승강 속도를 조절하는 별도의 조작부(91)를 포함하며, 사용자는 상기 조작부(91)를 통하여 승강 속도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부(90)는 상기 로드셀(72)에서 감지되는 하중을 기초로하여 상기 원동기(11)의 구동력을 조절하여 상기 조작부(91)의 조작에 따른 속도 변화를 하중에 관계없이 동일하게 제어한다.

또한, 상기 자이로센서(11)의 신호에 따라 일정 속도 이상으로 상승시에는 속도를 감속하는 제어도 수행한다.

또한, 하강 시 상기 자이로센서(11)의 신호를 이용하여 일정 속도 이상으로 하강 시에는 상기 브레이크(23)를 동작하여 속도를 조절하며, 위험 속도로 하강 시에는 별도의 알람을 발생시키는 구성을 포함한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 로프 10: 베이스
11: 자이로센서 20: 구동부
21: 원동기 22: 클러치
23: 브레이크 50: 그립모듈
51: 로프드럼 53: 로프가이드
55: 로프분리부 70: 안전부
71: 하중부재 72: 로드셀
75: 피니언 76: 가압부재
77: 슬롯 78: 고정핀
80: 하강조절부 81: 좌회전체
82: 우회전체 83: 가압레버
84: 연결부 85: 스토퍼
90: 제어부 91: 조작부
100: 지능형 승강 장치

Claims (7)

1. 이송용 로프를 권취하여 동력에 의하여 상기 이송 로프 상하로 이동하는 지능형 승강 장치에 있어서,
   베이스;
   상기 베이스 정면에 위치하여 상기 이송 로프를 권취하는 로프드럼을 포함하는 그립모듈;
   상기 베이스에 장착되어 상기 로프드럼을 회전시키는 구동부;
   상기 그립모듈 하단에 위치하여 이동 중량을 지지 및 감지하여, 비상시 기계적 동작에 의하여 상기 로프드럼의 회전을 중지하는 안전부; 및
   조작부를 포함하며, 상기 조작부의 동작과 상기 안전부에서 감지된 이동 중량에 따라 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 그립모듈은 로프를 안내하는 로프가이드와 상기 로프드럼에서 권취된 로프를 분리하는 로프분리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 베이스는 자이로센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 자이로센서의 신호를 기초로 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 구동부는 원동기, 상기 원동기 회전축에 직렬로 연결되는 클러치 및 브레이크를 포함하며, 상기 클러치 및 브레이크는 상기 제어부에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 안전부는 상기 베이스에 이송 가능하게 결합하고, 이송 하중이 지지되는 하중부재, 상기 베이스에 회전 결합하여 상기 하중부재의 상하 이송에 따라 회전하는 2개의 피니언, 상기 피니언과 치합하여 하중부재의 이송방향과 반대로 이송하는 가압부재 및 상기 가압부재 상에 형성된 슬롯에 삽입되어 가압부재의 이송을 제한하는 분리 가능한 고정핀을 포함하되, 비상시 상기 고정핀을 분리하는 경우, 이송 하중에 의하여 상기 하중부재가 상기 로프드럼을 가압하여 로프드럼의 회전을 중지시키는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 하중부재는 이송 하중을 감지하는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스는 하강 시 수동으로 하강 속도를 조절하는 하강조절부를 더 포함하며,
   상기 하강조절부는 로프 사이에 위치하여 회전각도에 따라 상기 로프를 가압 또는 해방하는 좌회전체 및 우회전체, 상기 베이스에 나사 결합하여 회전에 의하여 상기 좌회전체의 각도를 조절하는 연결부, 상기 연결부와 연결되며 사용자에 의하여 회전하는 가압레버 및 상기 우회전체의 회전 각도를 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 승강 장치.
   

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